氧化鈰促進(jìn)的四氧化三鈷催化劑及其制備和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氧化鈰促進(jìn)的四氧化三鈷催化劑及其制備和應(yīng)用，采用氧化鈰（CeO2）對(duì)四氧化三鈷（Co3O4）進(jìn)行修飾，可以提高Co3O4催化性能；處理方法為表面修飾或載體擔(dān)載。該方法經(jīng)濟(jì)廉價(jià)，方法簡(jiǎn)單，具有很好的應(yīng)用前景。所得四氧化三鈷基催化劑，可應(yīng)用于C3H8、C3H6、CH4等各種烴類的催化燃燒反應(yīng)，具有較好的反應(yīng)活性。
【專利說(shuō)明】氧化鈰促進(jìn)的四氧化三鈷催化劑及其制備和應(yīng)用

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及納米催化劑【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種氧化鈰促進(jìn)的四氧化三鈷催化 劑及其制備和應(yīng)用。

【背景技術(shù)】
[0002] 機(jī)動(dòng)車尾氣中含一氧化碳（C0)、碳?xì)浠衔铮℉C)、氮氧化物（NOx)及顆粒物（PM) 等污染物。隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的提高，對(duì)自身身體健康的重視，對(duì)于C0、N0x和PM等 的治理，已經(jīng)引起了人們的關(guān)注。
[0003] 但關(guān)于HC治理方面的研究鮮有報(bào)道。大氣中的HC能夠與NOx發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)， 導(dǎo)致光化學(xué)煙霧污染，對(duì)人類健康和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的影響。因此，HC的治理問(wèn)題亟待 解決。HC催化燃燒產(chǎn)物為二氧化碳和水，是一種理想的解決HC污染的方法。
[0004] 目前，HC催化燃燒的催化劑以擔(dān)載型貴金屬最為普遍，但這類催化劑價(jià)格昂貴，較 難工業(yè)化應(yīng)用。四氧化三鈷（Co3O 4)的HC催化燃燒活性僅次于貴金屬催化劑，并且成本相 對(duì)低廉，具有很好的應(yīng)用前景。然而，Co3O 4抗燒結(jié)性能較差，提高Co3O4的活性，使反應(yīng)在較 低溫度進(jìn)行，能夠提高催化劑的穩(wěn)定性，促進(jìn)其工業(yè)化應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種氧化鈰促進(jìn)的四氧化三鈷催化劑及其制 備和應(yīng)用。
[0006] -種氧化鈰促進(jìn)的四氧化三鈷催化劑的制備方法，其特征在于，采用氧化鈰 (CeO2)對(duì)四氧化三鈷（Co 3O4)進(jìn)行修飾，可以提高Co3O4催化性能；處理方法為表面修飾或載 體擔(dān)載。
[0007] 稱取1.5(^0〇304和0.388硝酸鋪（06(勵(lì) 3)2*6!120)溶于50毫升去離子水中，攪拌 條件下將2mol/L氫氧化鉀（KOH)溶液逐滴加入到上述懸濁液中調(diào)節(jié)pH值至8-9, 20-80°C 反應(yīng)1-3小時(shí)，去離子水洗滌，60-100°C干燥，200-300°C焙燒，得到所需產(chǎn)物。
[0008] 稱取I. 50g CeO2和0· 54g硝酸鈷（Co (NO3)2 ·6Η20)溶于50mL去離子水中，攪拌條 件下將2mol/L KOH溶液逐滴加入到上述懸濁液中調(diào)節(jié)pH值至8-9, 20-80°C反應(yīng)1-3小時(shí)， 去離子水洗滌，60-1001：干燥，200-3001：焙燒，得到所需產(chǎn)物。
[0009] -種氧化鈰促進(jìn)的四氧化三鈷催化劑，根據(jù)上述任一所述方法制備得到。
[0010] 一種氧化鈰促進(jìn)的四氧化三鈷催化劑可應(yīng)用于丙烷、丙烯、甲烷等各種烴類的催 化燃燒反應(yīng)，具有較好的反應(yīng)活性。
[0011] 本發(fā)明采用氧化鈰（CeO2)對(duì)四氧化三鈷（Co3O 4)進(jìn)行修飾，以提高Co3O4催化性能； 并以丙烷為模擬污染物，對(duì)催化劑進(jìn)行了 HC催化燃燒性能研究。
[0012] 該方法經(jīng)濟(jì)廉價(jià)，方法簡(jiǎn)單，具有很好的應(yīng)用前景。所得四氧化三鈷基催化劑，可 應(yīng)用于C 3H8、C3H6、CH4等各種烴類的催化燃燒反應(yīng)，具有較好的反應(yīng)活性。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 實(shí)施例1 : 稱取I. 50g Co3O4和0. 38g Ce(NO3)2 · 6H20于50mL去離子水中，攪拌條件下將2mol/L KOH溶液逐滴加入到上述懸濁液中調(diào)節(jié)pH值至8-9, 50°C反應(yīng)lh，去離子水洗滌，60°C干燥， 200°C 焙燒 3h，得 10%Ce02 表面修飾的 Co3O4,記為 10%Ce02@Co304。
[0014] 實(shí)施例2 : 稱取1.50g CeO；^PO. 54g 0〇(腸3)2*6!120于5〇1]11^去離子水中，攪拌條件下將21]1〇1/1^ KOH溶液逐滴加入到上述懸濁液中調(diào)節(jié)pH值至8-9, 50°C反應(yīng)lh，去離子水洗滌，60°C干燥， 200°C 焙燒 3h，得 CeO2 擔(dān)載的 Co3O4,擔(dān)載量 10%，記為 10%C〇304@ Ce02。
[0015] 實(shí)施例3: 稱取1.50g 1102和0. 54g (：〇(勵(lì)3)2.6!120于501^去離子水中，攪拌條件下將2111〇1/1 KOH溶液逐滴加入到上述懸濁液中調(diào)節(jié)pH值至8-9, 50°C反應(yīng)lh，去離子水洗滌，60°C干燥， 200°C 焙燒 3h，得 TiO2 擔(dān)載的 Co3O4,擔(dān)載量 10%，記為 10%C〇304@ Ti02。
[0016] 實(shí)施例4: 稱取2. 12g的Na2CO3溶解于20mL去離子水中，配制lmol/L Na2CO3溶液；稱取5. 82g的 Co(NO3)2 · 6H20溶于20mL去離子水中，配制lmol/L鈷溶液；將鈷溶液逐滴滴入堿溶液中， 50°C水浴中反應(yīng)lh，去離子水洗滌至中性，100°C干燥，300°C焙燒3h，得C〇 304。
[0017] 應(yīng)用例1 : 催化劑催化性能評(píng)價(jià)是在內(nèi)徑8_，長(zhǎng)250_的石英管反應(yīng)器中進(jìn)行。原料氣空速為 IOOOOOmLg^at h_S丙烷濃度20ppm，平衡氣為空氣。催化性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
[0018] 表1催化劑的丙烷催化燃燒活性

【權(quán)利要求】
1. 一種氧化鈰促進(jìn)的四氧化三鈷催化劑的制備方法，其特征在于，采用氧化鈰（Ce02) 對(duì)四氧化三鈷（C〇304)進(jìn)行修飾，可以提高C〇304催化性能；處理方法為表面修飾或載體擔(dān) 載。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鈰促進(jìn)的四氧化三鈷催化劑的制備方法，當(dāng)采用Ce02對(duì) C〇304表面修飾時(shí)，其特征在于，稱取1. 50g C〇304和0? 38g硝酸鈰（Ce (N03) 2 ? 6H20)溶于50 毫升去離子水中，攪拌條件下將2mol/L氫氧化鉀（KOH)溶液逐滴加入到上述懸濁液中調(diào)節(jié) pH值至8-9,20-80°C反應(yīng)1-3小時(shí)，去離子水洗滌，60-KKTC干燥，200-300°C焙燒，得到所 需產(chǎn)物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氧化鈰促進(jìn)的四氧化三鈷催化劑的制備方法，當(dāng)采用Ce02為 載體時(shí)，其特征在于，稱取1.50g 〇6〇2和0. 54g硝酸鈷（C〇(N03)2 ? 6H20)溶于50mL去離子 水中，攪拌條件下將2mol/L KOH溶液逐滴加入到上述懸濁液中調(diào)節(jié)pH值至8-9,20-80°C反 應(yīng)1-3小時(shí)，去離子水洗滌，60-100°C干燥，200-300°C焙燒，得到所需產(chǎn)物。
4. 一種氧化鈰促進(jìn)的四氧化三鈷催化劑，其特征在于，根據(jù)上述任一權(quán)利要求所述方 法制備得到。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述氧化鈰促進(jìn)的四氧化三鈷催化劑可應(yīng)用于丙烷、丙烯、甲烷等 各種烴類的催化燃燒反應(yīng)，具有較好的反應(yīng)活性。
【文檔編號(hào)】B01D53/86GK104383933SQ201410614246
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月5日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月5日
【發(fā)明者】何丹農(nóng), 趙昆峰, 高振源, 蔡婷, 袁靜, 楊玲, 爨謙 申請(qǐng)人:上海納米技術(shù)及應(yīng)用國(guó)家工程研究中心有限公司